采油速度影响因素及理论值研究
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【摘 要】随着我国的快速发展，社会在不断的进步，采油速度是决定油田开发效果好坏的重要开发指标之一，采油速度太高或者太低都将影响油田的最终开发效果，因此研究理论采油速度及影响因素对于油田生产决策至关重要。前人主要基于油藏数值模拟及数理统计方法来研究油藏采油速度，但是无论在理论还是应用角度上都存在一定的局限性。基于含水率分流方程，建立了采油速度与油藏属性、含水率及含水上升速度之间的关系表达式，分析了各因素对采油速度的影响。理论分析表明，油水相对渗透率比值与含水饱和度之间回归的系数b值对采油速度为负相关影响；对于含水率，当fw<50%时为负相关影响，当fw>50%时为正相关影响；而不同含水率阶段，含水上升速度越快，则采油速度越大。该方法可用于具体油藏不同开发阶段的理论采油速度的评价。
【关键词】采油速度；含水率；含水上升速度；影响因素；评价
引言
采油速度的高低涉及一个油田生产规模的设计，投资者都希望以较高的速度生产，在满足国家能源需要的同时，尽早收回投资并获取最大的经济利益。但是，过高的采油速度将导致含水上升过快，油藏会过早水淹。前人的研究大多数基于油藏数值模拟和数理统计等方法，开展采油速度的影响因素研究，但对特高含水期油藏，从理论角度分析、研究得较少。基于特高含水期油水相渗比值曲线非线性特征，利用含水率分流方程，建立采油速度与油藏特征、含水率、含水饱和度及含水上升速度的关系表达式，由此揭示采油速度与各个因素之间的内在联系，并分析各因素对采油速度的影响。通过与前人的方法对比，验证该文新方法的实用性。
1关系表达式的建立
地下体积含水率表达式为 （1）由相关资料知 （2）将式（2）代入式（1），得 （3）因为 （4）所以 （5）将式（5）代入式（3）并化简，得 （6）其中 将式（6）两边对时间t求导，得 （7）当取dt=1a时，即可得到采油速度表达式 （8）式中 （9）式（8）即为影响采油速度的理论表达式。很显然，采油速度与b值，束缚水饱和度，含水率及含水上升率有关；因b值为常数，经式（6）右端对时间t求导为0，得出采油速度与a值及油水黏度比无关。式（8）右端从左至右3项因子分别代表了3个不同的物理含义。第一项，代表了油藏属性的特征，表征了束缚水和相渗曲线对采油速度的影响；第二项，代表了油藏的开发特征，表征了不同开发阶段含水率对采油速度的影响；第三项，代表了油藏的开发效果，表征了年含水上升速度对采油速度的影响。
2采油速度的影响因素分析
2.1低黏高渗油田首先利用22个低黏高渗油
田实际数据，求出不同含水阶段的采油速度与各影响因素间的相关系数。在开发初期，油田综合含水率为20%时，影响采油速度的主要因素为原油黏度，其次為储集层渗透率；随着开发进行，原油黏度和储集层渗透率对采油速度的影响不断减小；在开发中期，油田综合含水率为60%时，影响采油速度的较大因素为单井控制面积，其次为注采井数比，储量丰度影响因素加大；在开发后期，含水率为90%时，影响采油速度的主要因素为单井控制面积，其次为注采井数比和储量丰度。
2.2油藏属性的影响
根据式（8），油水相对渗透率比值与含水饱和度之间的回归系数b值可对采油速度产生影响。b值越大，采油速度越小；反之，则采油速度越大。选取3组油水相对渗透率曲线（图1），可以看出，Kro随着Sw值增加而减小，Krw随着Sw值增加而增加。根据式（2）回归得到不同的b值（表1及图2）。
由图1及图2知，b值和相渗曲线形态有关，在相同的含水饱和度下，油水相对渗透率比值越大，b值越小。表明在油相流动性占优势的情况下，采油速度越高。束缚水饱和度越高，采油速度则越大；反之，亦然。但束缚水饱和度一般相差不大，数量级与1较接近，对采油速度的影响可忽略不计。
2.3中黏特高渗油田
利用15个中黏特高渗油田实际数据，求出在不同含水阶段采油速度与各影响因素间的相关系数。开发初期，含水率为20%时，影响采油速度的主要因素为注采井数比和单井控制面积；开发中期，含水率为60%时，影响采油速度的主要因素为注采井数比，其次为单井控制面积；开发后期，含水率为90%时，影响采油速度的主要因素为单井控制面积，其次为注采井数比。
2.4含水率上升速度的影响
含水上升速度的影响主要表现在含水上升速度越快，采油速度越大；为了分析其影响，以表1中的束缚水饱和度和b值作为参考值，年含水上升速度（Fw）分别为0.5%，1.0%，1.5%，2.0%，3.0%及5.0%时，采油速度随含水率的变化趋势。在实际油田开发过程中，过高的采油速度将带来含水上升速度的快速上升，将对油田后续开发带来不利影响。对于底水或者砾岩等油藏，合理的采油速度对于控制含水上升速度也有重要的决定作用，这在低含水期和特高含水期表现的尤为明显。
2.5温度补偿
水的介电常数受温度影响很大，水在20℃时εw的值为80.10，50℃时εw的值为69.91，100℃时εw的值为55.72。当油水混合物中含水率的变化较大时，εw的温度系数也变化较大。因此，当实际测量条件与含水分析仪校准时的条件不同时，将导致油水混合物介电常数不同，使原油含水率测量值出现误差。通过在流体管道上安装温度变送器来测量原油实时温度能够降低误差，但这种温度补偿方法具有一定的滞后性，仅适用于流体温度长时间稳定的工况。在流体温度波动较大的工况下，可以在含水分析仪中增加温度传感器进行在线补偿，修正εw的实时值，从而消除温度对测量误差的影响。
2.6中黏中渗油田
利用33个中黏中渗油田实际数据，求出在不同含水阶段采油速度与各影响因素间的相关系数。在开发初期，含水率为20%时，影响采油速度的主要因素为储量丰度和储集层渗透率，其次为注采井数比；含水率为60%时，影响采油速度的主要因素为单井控制面积，其次为储量丰度；含水率为90%时，影响采油速度主要因素为注采井数比。
2.7低黏中渗油田
利用24个低黏中渗油田的实际数据，求出在不同含水阶段的采油速度与各影响因素间的相关系数。在开发初期，含水率为20%时，影响采油速度主要因素为储量丰度，其次为单井控制面积；在开发中期，含水率为60%时，影响采油速度主要因素为储量丰度，其次为原油黏度；在开发后期，含水率为90%时，影响采油速度主要因素为单井控制面积（井网密度），其次为注采井数比（注采强度）。
结语
（1）采油速度与油水相渗曲线、含水率以及含水上升速度有密切的联系。首先，油藏的渗流能力是决定采油速度的先天条件；其次，不同阶段的含水率是影响采油速度的客观因素；再次，含水上升速度是人为可控因素，但也是采油速度重要的影响因素。（2）建立的采油速度与各个因素之间的关系表达式，可用于评价特定油藏的理论采油速度及合理性。
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（作者单位：1、大庆油田有限责任公司第二采油厂第一作业区；2、3、大庆油田有限责任公司第一采油厂第七油矿506队）
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